Конструкция скважинного заряда для разрушения горных пород взрывом
Предложена конструкция скважинного заряда для взрывных работ в технологии горного производства, включающая взрывчатый состав и инициатор детонации, размещаемые в пробуренной во взрываемом массиве скважине. Конструкция характеризуется тем, что основной заряд содержит эмульсионный взрывчатый состав, а в качестве инициатора детонации применяется патрон-детонатор также из эмульсионного взрывчатого состава, что способствует повышению безопасности проведения работ.
Полезная модель относится к конструкции зарядов, применяемых для взрывных работ в технологии горного производства.
Существующие в настоящее время конструкции скважинных зарядов включают две основные части: взрывчатый состав, как правило, представленный смесью нескольких компонентов, размещенный в скважине, и инициаторы детонации в виде шашек-детонаторов различного компонентного состава, и устройства, соединенных с ними средств передачи детонационного импульса в виде детонирующего шнура или капсюля-детонатора неэлектрической системы инициирования в комплекте с волноводом. К вспомогательным элементам можно отнести забойку из воды или иного инертного материала, которую размещают в незаряженной части скважины с целью повысить реализацию потенциальной энергии взрывчатого состава.
Конструкция должна соответствовать требованиям технологичности, высокой производительности процесса размещения взрывчатой смеси в скважине, возможности его механизации, применимости в широком интервале температуры окружающей среды, характеристике горных пород по прочности, обводненности и другим параметрам.
В заявленной области известен, например, «скважинный заряд взрывчатого вещества для сухих и осушенных скважин (варианты)» по патенту на полезную модель 107344, который включает пучки патронов взрывчатого вещества в полимерной оболочке и средство инициирования, при этом пучки состоят из нескольких герметичных патронов.
Известен также «скважинный заряд взрывчатого вещества для обводненных скважин» (полезная модель по патенту 102782), который включает комбинированный заряд взрывчатого вещества (ВВ), средство инициирования и забойку из инертного материала, характеризующийся тем, что в донной обводненной части заряда расположены патроны с плотностью выше 1000 кг/м 3, а верхняя часть содержит неводоустойчивое взрывчатое вещество, которое отделено от донной части заряда слоем инертного сыпучего материала.
Эта конструкция принята в качестве наиболее близкого аналога.
Недостатками ближайшего аналога являются, во-первых, необходимость доставки на заряжаемый блок двух видов взрывчатых составов и инертного сыпучего материала, что создает неудобство в работе, осложняет процесс заряжания и может привести к ошибке при загрузке в скважину (вместо водоустойчивого состава первым в скважину поместить неводоустойчивый). Во-вторых, при формовании такого заряда исключена возможность применения средств механизации. В третьих, выполнение ручных операций повышает трудоемкость и увеличивает время заряжания скважин.
В этой связи технической задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции скважинного заряда для взрывных работ в технологии горного производства, позволяющей повысить безопасность и вести взрывные работы в любых горно-технических условиях по степени обводненности, прочности взрываемых пород, размерному ряду скважин с применением средств механизации, и расширение ассортимента средств их инициирования за счет применения нового вида патронов-детонаторов, а при ручном заряжании - исключение необходимости применять два вида ВВ.
Технический результат достигается тем, что предлагаемая конструкция скважинного заряда как основной элемент включает взрывчатую смесь в виде эмульсионного взрывчатого состава, а в качестве инициатора детонации применяют патрон-детонатор из эмульсионного взрывчатого состава, заключенного в герметизированную на торцах полимерную оболочку, которая соединена со средствами передачи детонационного импульса в виде капсюля-детонатора в комплекте с волноводом неэлектрической системы инициирования или детонирующего шнура, концы которых выведены из скважины на поверхность.
Соединение оболочки патрона-детонатора и средств передачи детонационного импульса осуществляют любым известным способом, обеспечивающим надежный контакт.
Изготовление предлагаемой конструкции скважинного заряда может быть осуществлено в трех вариантах. Первый включает нагнетание в скважины посредством насоса эмульсионного взрывчатого состава, консистенция которого отвечает условиям транспортирования насосом. Второй предполагает гравитационное заряжание скважин сыпучим взрывчатым составом, подаваемым шнеком. Третий предполагает ручное заряжание в скважины эмульсионных взрывчатых составов в виде патронов путем их опускания или сбрасывания.
Установку в скважинах патронов-детонаторов из эмульсионного взрывчатого состава производят в донной, средней или верхней части заряда, а обвязку их выполняют детонирующим шнуром или волноводами неэлектрической системы взрывания в комплекте с капсюлем-детонатором, концы которых выводят на поверхность и соединяют в соответствии с проектом конкретного взрыва. При размещении патронов-детонаторов в средней или донной частях скважинного заряда для инициирования предпочтительно применение неэлектрических систем инициирования. Это обусловлено тем, что импульс от детонации детонирующего шнура, проходящего по длине скважинного заряда из эмульсионного взрывчатого состава отрицательно влияет на заряд эмульсионного взрывчатого состава. При верхнем расположении патрона-детонатора в скважине инициирование возможно как детонирующим шнуром, так и неэлектрической системой инициирования.
Применение в конструкции скважинного заряда инициатора детонации в виде патрона-детонатора из эмульсионного взрывчатого состава позволяет повысить безопасность выполнения операций по заряжанию скважины за счет существенно более низкой чувствительности эмульсионных систем к механическим воздействиям, исключить контакт персонала с высокотоксичными веществами шашек-детонаторов и многократно снизить опасность операций по ликвидации вероятного отказа детонации скважинного заряда.
На рис.1 представлены варианты конструкции скважинного заряда (а, б, в).
Позиции 1, 2, 3 соответствуют конструкциям, изготовленным с применением различных эмульсионных взрывчатых составов:
1 - нагнетание в скважину насосом;
2 - гравитационное заполнение скважины посредством шнека;
3 - ручное заполнение скважины патронами, изготовленными из эмульсионного взрывчатого состава;
4, 5, 6 - патроны-детонаторы из эмульсионного взрывчатого состава при донном (4), среднем (5) и верхнем (6) расположении в заряде;
7 - волновод неэлектрической системы инициирования;
8 - детонирующий шнур;
9 - забойка.
В качестве одного из возможных вариантов конструкции скважинного заряда можно привести заряд, в котором в качестве инициатора детонации применяют эмульсионный патрон-детонатор по ТУ 7288-897-08628424-2011.
Конструкция скважинного заряда, включающая эмульсионный взрывчатый состав, размещенный в скважине, и соединенный с ним инициатор детонации, характеризующаяся тем, что инициатор детонации размещен в донной, средней или верхней части заряда и представлен патроном-детонатором из эмульсионного взрывчатого состава, который соединен со средствами передачи детонационного импульса в виде капсюля-детонатора неэлектрической системы инициирования в комплекте с волноводом или в виде детонирующего шнура, концы которых выведены из скважины на поверхность.
